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表面活性剂对煤尘润湿效果的定量化研究

来源:王延秋 浏览 624 次 发布时间:2022-10-13

煤炭生产中易产生煤尘,具有巨大的危害性。煤尘不仅会导致尘肺病还会引起煤尘爆炸事故。由于煤的表面含有疏水基团以及水的表面张力较大,煤矿中常用的降尘技术会存在降尘效果不好的问题。


对此,不少学者以改善煤尘的润湿效果为研究目标开展了大量研究,并建立了煤尘润湿效果的定量化模型,但此类煤尘润湿效果的定量化模型只能表明煤质对煤尘的润湿效果的影响。


因此,为了改善煤尘润湿效果,本文采用实验和数据分析的方法,定量化的研究了表面活性剂和煤质对煤尘润湿性的影响。本文通过对18种表面活性剂和3种粒径的煤尘样品进行沉降实验,筛选出4种表面活性剂,并进行了阴离子型与阴离子型表面活性剂复配实验、阴离子型与两性离子型表面活性剂复配实验和阴离子型与非离子型表面活性剂复配实验。


根据实验结果,分析了表面活性剂复配对煤尘润湿效果的影响,得到了不同粒径煤尘样品下具有最优煤尘沉降效果的润湿剂组分。


结果表明:阴离子型表面活性剂单体溶液对煤尘的润湿效果优于非离子型和两性离子型表面活性剂单体溶液。其中快渗T单体溶液对煤尘润湿效果最佳。添加阴离子型表面活性剂更容易改善低浓度快渗T溶液对煤尘的润湿效果。添加两性离子型表面活性剂很难改善快渗T溶液对煤尘的润湿效果。添加非离子型表面活性剂更容易改善快渗T溶液对小粒径煤尘的润湿效果。


本文还进行了表面张力实验、沉降实验及接触角实验,选定了煤尘润湿效果的定量化参数,采用多元回归分析法建立了沉降时间多元回归模型、沉降速度多元回归模型、接触角多元回归模型、沉降时间与速度路径模型、表面张力与接触角路径模型以及沉降时间、沉降速度与接触角的路径模型,对比分析了多元回归模型与路径模型的优劣。通过多元回归模型和路径模型进行分析得到:接触角的数值与煤尘的粒径大小无关,表面活性剂的分子量数值越小煤尘的润湿效果越好。